సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్ నిష్క్రియాత్మక భాగాలు

సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్నిష్క్రియాత్మక భాగాలు

సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్‌లో అనేక కీలకమైన నిష్క్రియాత్మక భాగాలు ఉన్నాయి. వీటిలో ఒకటి ఉపరితల-ఉద్గార గ్రేటింగ్ కప్లర్, ఇది చిత్రం 1Aలో చూపబడింది. ఇది వేవ్‌గైడ్‌లోని కాంతి తరంగదైర్ఘ్యానికి దాదాపు సమానమైన వేవ్‌గైడ్‌లో బలమైన గ్రేటింగ్‌ను కలిగి ఉంటుంది. ఇది కాంతిని ఉపరితలానికి లంబంగా విడుదల చేయడానికి లేదా స్వీకరించడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది వేఫర్-స్థాయి కొలతలు మరియు/లేదా ఫైబర్‌తో కలపడానికి అనువైనదిగా చేస్తుంది. గ్రేటింగ్ కప్లర్‌లు సిలికాన్ ఫోటోనిక్స్‌కు కొంత ప్రత్యేకమైనవి ఎందుకంటే వాటికి అధిక నిలువు సూచిక కాంట్రాస్ట్ అవసరం. ఉదాహరణకు, మీరు సాంప్రదాయ InP వేవ్‌గైడ్‌లో గ్రేటింగ్ కప్లర్‌ను తయారు చేయడానికి ప్రయత్నిస్తే, కాంతి నిలువుగా విడుదల కాకుండా నేరుగా సబ్‌స్ట్రేట్‌లోకి లీక్ అవుతుంది ఎందుకంటే గ్రేటింగ్ వేవ్‌గైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ కంటే తక్కువ సగటు వక్రీభవన సూచికను కలిగి ఉంటుంది. ఇది InPలో పని చేయడానికి, ఫిగర్ 1Bలో చూపిన విధంగా, దానిని సస్పెండ్ చేయడానికి పదార్థాన్ని గ్రేటింగ్ కింద తవ్వాలి.

చిత్రం 1: సిలికాన్ (A) మరియు InP (B) లలో ఉపరితల-ఉద్గార ఏక-డైమెన్షనల్ గ్రేటింగ్ కప్లర్లు. (A) లో, బూడిద మరియు లేత నీలం వరుసగా సిలికాన్ మరియు సిలికాను సూచిస్తాయి. (B) లో, ఎరుపు మరియు నారింజ వరుసగా InGaAsP మరియు InP లను సూచిస్తాయి. బొమ్మలు (C) మరియు (D) InP సస్పెండ్ చేయబడిన కాంటిలివర్ గ్రేటింగ్ కప్లర్ యొక్క స్కానింగ్ ఎలక్ట్రాన్ మైక్రోస్కోప్ (SEM) చిత్రాలు.

మరొక కీలకమైన భాగం స్పాట్-సైజ్ కన్వర్టర్ (SSC) మధ్య ఉంటుందిఆప్టికల్ వేవ్‌గైడ్మరియు ఫైబర్, ఇది సిలికాన్ వేవ్‌గైడ్‌లోని దాదాపు 0.5 × 1 μm2 మోడ్‌ను ఫైబర్‌లో దాదాపు 10 × 10 μm2 మోడ్‌గా మారుస్తుంది. ఒక సాధారణ విధానం ఏమిటంటే విలోమ టేపర్ అని పిలువబడే నిర్మాణాన్ని ఉపయోగించడం, దీనిలో వేవ్‌గైడ్ క్రమంగా చిన్న కొనకు కుదించబడుతుంది, దీని ఫలితంగా గణనీయమైన విస్తరణ జరుగుతుంది.ఆప్టికల్మోడ్ ప్యాచ్. ఈ మోడ్‌ను సస్పెండ్ చేయబడిన గ్లాస్ వేవ్‌గైడ్ ద్వారా సంగ్రహించవచ్చు, చిత్రం 2లో చూపిన విధంగా. అటువంటి SSCతో, 1.5dB కంటే తక్కువ కప్లింగ్ నష్టాన్ని సులభంగా సాధించవచ్చు.

చిత్రం 2: సిలికాన్ వైర్ వేవ్‌గైడ్‌ల కోసం నమూనా పరిమాణ కన్వర్టర్. సిలికాన్ పదార్థం సస్పెండ్ చేయబడిన గాజు వేవ్‌గైడ్ లోపల విలోమ శంఖాకార నిర్మాణాన్ని ఏర్పరుస్తుంది. సస్పెండ్ చేయబడిన గాజు వేవ్‌గైడ్ కింద సిలికాన్ ఉపరితలం చెక్కబడింది.

కీలకమైన నిష్క్రియాత్మక భాగం ధ్రువణ బీమ్ స్ప్లిటర్. ధ్రువణ స్ప్లిటర్లకు కొన్ని ఉదాహరణలు చిత్రం 3లో చూపబడ్డాయి. మొదటిది మాక్-జెండర్ ఇంటర్‌ఫెరోమీటర్ (MZI), ఇక్కడ ప్రతి చేయికి వేరే బైర్‌ఫ్రింగెన్స్ ఉంటుంది. రెండవది ఒక సాధారణ దిశాత్మక కప్లర్. ఒక సాధారణ సిలికాన్ వైర్ వేవ్‌గైడ్ యొక్క ఆకార బైర్‌ఫ్రింగెన్స్ చాలా ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి విలోమ అయస్కాంత (TM) ధ్రువణ కాంతిని పూర్తిగా జత చేయవచ్చు, అయితే విలోమ విద్యుత్ (TE) ధ్రువణ కాంతిని దాదాపుగా విడదీయవచ్చు. మూడవది గ్రేటింగ్ కప్లర్, దీనిలో ఫైబర్ ఒక కోణంలో ఉంచబడుతుంది, తద్వారా TE ధ్రువణ కాంతిని ఒక దిశలో మరియు TM ధ్రువణ కాంతిని మరొక దిశలో కలుపుతారు. నాల్గవది ద్విమితీయ గ్రేటింగ్ కప్లర్. వేవ్‌గైడ్ ప్రచారం దిశకు లంబంగా ఉండే విద్యుత్ క్షేత్రాలు సంబంధిత వేవ్‌గైడ్‌కి జత చేయబడతాయి. ఫైబర్‌ను వంచి రెండు వేవ్‌గైడ్‌లకు లేదా ఉపరితలానికి లంబంగా మరియు నాలుగు వేవ్‌గైడ్‌లకు జత చేయవచ్చు. రెండు డైమెన్షనల్ గ్రేటింగ్ కప్లర్ల యొక్క అదనపు ప్రయోజనం ఏమిటంటే అవి ధ్రువణ రోటేటర్లుగా పనిచేస్తాయి, అంటే చిప్‌లోని అన్ని కాంతి ఒకే ధ్రువణాన్ని కలిగి ఉంటుంది, కానీ ఫైబర్‌లో రెండు ఆర్తోగోనల్ ధ్రువణాలు ఉపయోగించబడతాయి.

చిత్రం 3: బహుళ ధ్రువణ స్ప్లిటర్లు.